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1、專題四 立體幾何第1講 空間幾何體
(推薦時間:60分鐘)
一、填空題
1.已知各頂點都在同一個球面上的正四棱錐高為3,體積為6,則這個球的表面積是________.
2.盛有水的圓柱形容器的內(nèi)壁底面半徑為5 cm,兩個直徑為5 cm的玻璃小球都浸沒于水中,若取出這兩個小球,則水面將下降________ cm.
3.棱臺上下底面面積分別為16和81,有一平行于底面的截面面積為36,則截面截的兩棱臺高的比為________.
4.(2020·福建)三棱錐P-ABC中,PA⊥底面ABC,PA=3,底面ABC是邊長為2的正三角形,則三棱錐P-ABC的體積為________.
5.在正
2、三棱錐S—ABC中,M、N分別是棱SC、BC的中點,且MN⊥AN,若側(cè)棱SA=2,則正三棱錐S—ABC外接球的表面積是________.
6.有一棱長為a的正方體骨架,其內(nèi)放置一氣球,使其充氣且盡可能地大(仍保持為球的形狀),則氣球表面積的最大值為________.
7.(2020·遼寧改編)已知球的直徑SC=4,A,B是該球球面上的兩點,AB=2,∠ASC=∠BSC=45°,則棱錐S—ABC的體積為________.
8.將一個鋼球置于由6根長度為 m的鋼管焊接成的正四面體的鋼架內(nèi),那么這個鋼球的最大體積為______ m3.
9.如圖是一個由三根細(xì)鐵桿組成的支架,三根細(xì)鐵桿的兩夾角
3、都是60°,一個半徑為1的球放在該支架上,則球心到P的距離為________.
10.在四面體ABCD中,AB=CD=,AC=BD=,AD=BC=,則四面體的外接球的表面積為________.
11.四面體的六條棱中,有五條棱長都等于a,則該四面體的體積的最大值為________.
12.如圖,已知三棱錐P—ABC中,E,F(xiàn)分別是AC,AB的中點,△ABC,△PEF都是正三角形,PF⊥AB,若P,A,B,C在一個表面積為12π的球面上,則△ABC的邊長為______.
二、解答題
13.如圖所示,一座底面是長方形的倉庫,它的屋面是兩個相同的矩形,它們互相垂直,如果倉庫的長a=13 m
4、,寬b=7.6 m,墻高h(yuǎn)=3.5 m,求倉庫的容積.
14.如圖,四邊形ABCD是邊長為2的正方形,直線l與平面ABCD平行,E和F是l上的兩個不同點,且EA=ED,F(xiàn)B=FC.E′和F′是平面ABCD內(nèi)的兩點,EE′和FF′都與平面ABCD垂直.
(1)證明:直線E′F′垂直且平分線段AD;
(2)若∠EAD=∠EAB=60°,EF=2,求多面體ABCDEF的體積.
15.棱長為2的正四面體的四個頂點都在同一個球面上,若過該球球心的一個截面如圖所示,求圖中三角形(正四面體的截面)的面積.
答 案
1.16π 2. 3.2∶3 4.
5.36π 6.2π
5、a2 7. 8. 9.
10.14π
11.a3
12.2
13.解 在五邊形ABCED中,四邊形ABCD為矩形,△CED為等腰直角三角形.
CD=AB=7.6,CE=ED=CD.
∴S底=7.6×3.5+××7.62=41.04 (m2),
∴V=Sh=41.04×13=533.52 (m3.)
答 倉庫的容積為533.52 m3.
14.(1)證明 ∵EA=ED且EE′⊥平面ABCD,∴E′D=E′A,
∴點E′在線段AD的垂直平分線上.
同理,點F′在線段BC的垂直平分線上.
又四邊形ABCD是正方形,
∴線段BC的垂直平分線也就是線段AD的垂直平分線,
即點
6、E′、F′都在線段AD的垂直平分線上.
∴直線E′F′垂直且平分線段AD.
(2)解 如圖,連結(jié)EB、EC,由題意知多面體ABCDEF可分割成正四棱錐E-ABCD和正四面體E-BCF兩部分.設(shè)AD的中點為M,在Rt△MEE′中,由于ME′=1,ME=,∴EE′=.
∴VE-ABCD=·S正方形ABCD·EE′
=×22×=.
又VE-BCF=VC-BEF=VC-BEA=VE-ABC=S△ABC·EE′
=××22×=,
∴多面體ABCDEF的體積為VE-ABCD+VE-BCF=2.
15.解 如圖所示,△ABE為題中的三角形,
由已知得AB=2,BE=2×=,
BF=BE=,
AF== = ,
∴△ABE的面積為
S=×BE×AF
=×× =.
∴所求的三角形的面積為.